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铁路客流预测方法研究引言铁路客流预测是铁路运输行业的重要问题，对于提高铁路运营效率、优化资源配置、辅助决策等方面具有重要意义。
随着科技的进步和大数据时代的到来，预测方法的不断改进和创新成为解决铁路客流预测问题的关键。
本文将围绕“铁路客流预测方法研究”展开，探讨适用于铁路客流预测的方法，以及如何提高预测的准确性和效率。
研究现状传统的铁路客流预测方法主要包括时间序列分析、回归分析、神经网络等。
这些方法在不同程度上取得了较好的预测效果，但仍然存在局限性。
如时间序列分析对于客流数据的趋势和周期性变化有较好的拟合效果，但无法处理非线性关系；回归分析可以处理多种因素对客流的影响，但需要预先确定自变量和因变量之间的关系。
近年来，随着深度学习技术的发展，许多研究者将深度神经网络应用于铁路客流预测。
深度神经网络具有强大的自适应能力和拟合能力，可以处理复杂的非线性关系，提高了预测的准确性。
方法探究1、传统方法时间序列分析和回归分析是传统铁路客流预测的常用方法。
时间序列分析可以通过对历史数据的趋势和周期性变化进行分析，建立预测模型。
回归分析则可以通过对多种影响因素进行分析，建立因变量和自变量之间的关系模型。
这些方法在实际应用中都取得了一定的效果，但也存在局限性，如无法处理非线性关系、需要预先确定影响因素等。
2、深度学习深度学习是近年来发展迅速的一种机器学习方法，具有强大的自适应能力和拟合能力。
在铁路客流预测方面，深度神经网络可以处理复杂的非线性关系，提高预测的准确性。
卷积神经网络（CNN）和循环神经网络（RNN）是深度学习中常用的两种模型。
其中，CNN适合处理静态图像和数据，而RNN适合处理序列数据和时间序列数据。
在铁路客流预测中，可以将CNN和RNN结合起来，形成一种混合神经网络模型，以提高预测的准确性和稳定性。
实验结果分析为了验证所提出方法的优越性，我们进行了实验对比分析。
实验数据来源于某铁路局的客流数据，包括时间序列数据和多种影响因素数据。
《站城融合背景下高速铁路综合枢纽短时客流预测研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速和交通网络的不断完善，高速铁路作为现代交通的重要组成部分，已经成为人们出行的重要选择。
站城融合是指高速铁路车站与周边城市空间的有机融合，实现交通与城市的无缝衔接。
在站城融合的背景下，对高速铁路综合枢纽短时客流进行预测，对于提升交通运营效率、优化旅客出行体验、促进城市经济发展具有重要意义。
本文旨在研究站城融合背景下高速铁路综合枢纽短时客流预测的方法及其实证分析。
二、研究背景与意义随着高速铁路网络的不断扩展，车站客流量呈现出快速增长的趋势。
短时客流预测是提高铁路运输效率、优化列车运行计划、降低运营成本的关键手段。
在站城融合的背景下，高速铁路综合枢纽的短时客流预测研究具有以下重要意义：1. 提高运输效率：通过准确预测短时客流，可以合理安排列车运行计划，提高运输效率。
2. 优化出行体验：为旅客提供更加便捷、舒适的出行服务，提高旅客满意度。
3. 促进城市发展：有助于城市交通与经济的协同发展，推动站城融合的进程。
三、研究方法与数据来源1. 研究方法本文采用数据驱动和知识驱动相结合的方法，运用机器学习、深度学习等算法，对高速铁路综合枢纽短时客流进行预测。
2. 数据来源研究所需数据主要来源于以下几个方面：（1）历史客流数据：包括历史车站进出客流、列车运行数据等。
（2）城市交通数据：包括公共交通、道路交通等数据。
（3）社会经济数据：包括城市人口、经济发展、旅游等数据。
四、短时客流预测模型构建1. 数据预处理对收集到的数据进行清洗、筛选、归一化等预处理操作，以保证数据的质量和可靠性。
2. 特征提取从历史客流数据、城市交通数据和社会经济数据中提取与短时客流相关的特征，如时间特征、空间特征、天气特征等。
3. 模型构建采用机器学习、深度学习等算法构建短时客流预测模型。
具体包括数据建模、参数设置、模型训练等步骤。
五、实证分析以某高速铁路综合枢纽为例，运用所构建的短时客流预测模型进行实证分析。
铁路客流预测模型及算法研究一、前言在铁路客运高峰期，客流量高峰往往给铁路运输部门带来很大的压力。
因此，针对客运高峰期的客流量预测成为许多铁路局面临的共同问题。
本文将对铁路客流预测模型及算法进行研究。
二、客流预测模型1. 常用模型目前，在客流预测方面，主要采用了传统的时间序列分析和机器学习等方法。
时间序列分析是指预测模型以一个事件历史的时间序列为基础，通过观察历史事件中该事件的变化情况，来推断未来的变化趋势和水平的一种方法。
时间序列分析的方法通常包括分析趋势、季节性和周期性等因素，以得出未来的变化规律。
机器学习方法包括了各种复杂的统计模型和算法，如决策树、神经网络和支持向量机等。
这些模型和算法可以快速解决非线性问题，不仅有效提高了预测精度，而且对数据中的信息进行了更好的提取。
2. 模型的应用时间序列分析可基于过去的载客数据来预测接下来的某段时间内的载客量，而机器学习方法则可将更多的因素考虑在内。
由于预测结果具有时效性，因此针对预测应用场景的不同，适当调整预测模型和算法可以有效提高预测精度。
在日常预测中，机器学习算法的调整是与信息在处理中建立起点进行的。
为了使用监督学习算法预测铁路客流量，需要先提取多种数据特征，如时间和温度等。
监督学习算法需要通过训练来识别和预测与其他特征相关的客流量。
在实际应用过程中，更常用的是机器学习算法，比如支持向量机、决策树、神经网络和随机森林等。
三、算法研究1. 传统算法传统的时间序列分析方法，如指数平滑和ARIMA模型，在铁路客流预测中有着广泛的应用。
其中，指数平滑法是一种基于权重平滑的时间序列预测方法。
该方法会根据历史数据的数据点计算出加权平均值，从而预测未来的趋势。
ARIMA模型通常用于表征自回归模型的时间序列。
2. 机器学习算法与传统的算法相比，机器学习算法在铁路客流预测中的应用更加广泛。
机器学习算法的优点在于它们能够自动处理特征选择和非线性问题，从而可以更好地利用庞大的数据集设计出更精确的预测模型。
65YUNSHUSHICHANG 2007/7高速铁路客运量预测是项目规划和建设的依据, 也是经济效益计算的基础。
目前常用的高速铁路客运量预测方法是四阶段法,其中最主要的方式划分预测又基本采用了Logit 模型。
但由于Logit模型存在的某些特性会在一定程度上影响预测的准确性,因此在应用四阶段法进行预测时,必须分析和掌握这种特性, 以便选择适当的高速铁路客运量预测方法。
目前大部分高速铁路客运量预测所采用的预测方法(包括京沪高速铁路客运量预测主要由以下两部分内容组成:一是以社会经济变量(各交通小区的GDP或人口和阻抗变量(各交通小区间的广义价格作为自变量预测研究区域内特征年度总的旅客 OD 交流量,预测一般采用重力模型;二是用一个涉及多种运输方式的选择模型确定现有运输方式和新的高速铁路的出行份额和出行量,而且所有方式的出行份额加总为 100%。
典型地,用于方式选择的是一个多元的 Logit 模型。
然而,由于 Logit 模型的非相关选择方案独立特性(IIA, 高速铁路的预测运量必须直接与现有方式间的运量份额比值成正比关系,因而使预测结果的准确性降低, 这也是该方法最主要的缺陷。
如果不进行改进, 该方法的模型运行结果就会出现如下情况:当一种现有运输方式本身占有较高的份额时,高速铁路从中得到的转移到运量份额也随之较高。
例如,假设任意两个区域间的出行 50%是由小汽车完成的,则采用该方法预测将会得到 50%的高速铁路运量份额是从小汽车转移过来的。
分析我国现状的客流组成,这一情况实际上是不可能发生的。
为了减少非相关选择方案独立特性所产生的问题,某些预测采用了另外一种方法。
该方法也是首先预测各种运输方式的合计 OD 客流量,然后用一个多层的 Logit 模型(NL来确定高速铁路和其他相关方式的市场份额。
多层 Logit 模型高速铁路客运量预测方法选择□张康敏刘晓青66YUNSHUSHICHANG2007/7通过一种树状结构将选择方案分为若干层次, 其中同一层次的方案类似性较大, 而不同类型的方案则作为不同层次, 这样就解决了模型误差项的独立同分布性,即 IIA 问题。
高速铁路车站客流预测与优化高速铁路成为了现代城市交通出行的重要方式，随着铁路网络的发展和技术的提高，越来越多的人选择乘坐高速铁路出行。
高速铁路车站的客流量也开始呈现出越来越高的趋势，因此如何进行客流预测和优化，成为了一个不可忽视的问题。
一、客流预测的意义客流预测是指通过对历史数据、天气数据、节假日等因素进行综合分析，来预测未来一段时间铁路车站客流量的趋势和规律，为后续的车站管理和运营调控提供参考依据。
客流预测的重要性在于它能帮助车站及时发现并解决客流过大或过小的问题，对客流进行合理的调节，避免车站拥堵或者座位出现不足的情况，同时也能提高车站的服务质量，提高客户满意度。
二、客流预测的方法常用的客流预测方法有时间序列预测、回归预测和机器学习预测。
时间序列预测方法是利用过去数据拟合一定的数学模型，然后利用该模型对未来数据进行预测。
该方法预测结果精度较高，但只能针对单一因素进行预测，无法对多个因素进行综合分析。
回归预测方法是运用多个变量之间的统计关系，通过某些指标的线性组合得到预测结果，该方法适用于客流与多个因素相关的场景，但该方法的精度相对较低，对数据的要求也较高。
机器学习预测方法是在以往数据基础上，运用机器学习算法，进行预测，能够针对多维度、多因素的场景进行预测。
三、客流预测的优化客流预测的优化主要是指通过预测结果来进行车站资源调配，以达到最大程度利用车站资源的目的。
可以通过优化列车调度、车站布局、服务设施、安全管理等方面来实现客流优化。
例如，通过增加列车班次、改变到站时间、提高服务质量等方式来调节客流量。
还可以通过分流客流、增加引导宣传等方式来优化客流。
四、客流预测案例以重庆北高铁站为例，该车站借助大数据分析、人工智能等技术，进行客流量预测，同时对车站设施、服务等方面进行优化，从而为车站座位出勤率的提高和客户满意度的提升做出了贡献。
通过客流预测，该车站分析了流动人员的流向和分布情况，并且依据不同时间段的客流量、各影响因素等特点，制定了相应的应对措施。
《高速铁路预售期旅客购票量分布预测》篇一一、引言随着中国高速铁路的快速发展和普及，其作为主要的交通工具，在人们的出行选择中占据了重要地位。
为了更好地满足旅客的出行需求，对高速铁路预售期旅客购票量进行分布预测显得尤为重要。
本文旨在通过对历史数据的分析，结合相关因素，建立预测模型，以实现对未来一段时间内高速铁路预售期旅客购票量的预测。
二、数据来源与处理本研究所用数据主要来源于中国铁路客户服务中心的售票系统。
这些数据包括历史购票记录、车次信息、出发地和目的地信息等。
为了更好地进行预测分析，我们首先对数据进行清洗和整理，去除无效和错误数据，然后进行数据的归一化处理，以消除不同数据单位和量纲的影响。
三、影响购票量的因素分析影响高速铁路预售期旅客购票量的因素众多，主要包括节假日、天气状况、票价政策、列车运行时间等。
节假日和天气状况会影响人们的出行意愿和出行方式选择；票价政策和列车运行时间则直接影响旅客的购票决策。
因此，在预测模型中，我们需要充分考虑这些因素的影响。
四、预测模型建立基于历史数据和相关因素分析，我们采用多元线性回归模型进行高速铁路预售期旅客购票量的预测。
该模型通过分析历史数据，找出与购票量相关的关键因素，并建立这些因素与购票量之间的线性关系。
在模型中，我们不仅考虑了节假日、天气状况、票价政策等宏观因素，还充分考虑了列车运行时间、车次类型等微观因素的影响。
通过对模型的训练和优化，我们可以实现对未来一段时间内高速铁路预售期旅客购票量的预测。
五、结论通过对历史数据的分析和预测模型的建立，我们可以有效地预测未来一段时间内高速铁路预售期旅客的购票量分布。
这有助于铁路部门更好地安排列车运行，优化票务系统，提高旅客的出行体验。
同时，对于旅客来说，也可以根据预测结果合理安排出行时间和购票计划，避免高峰期购票难、出行不便的问题。
因此，高速铁路预售期旅客购票量分布预测具有重要的现实意义和应用价值。
在未来的研究中，我们还将进一步优化模型，提高预测精度，为铁路运输行业的持续发展提供有力支持。
运量预测方法和模型为了满足铁路发展规划、建设项目立项研究和工程设计，以及铁路营销的需要，都需要采取一定的预测方法对未来时期的客货运量作出科学和合理的预测。
铁路运量包括发送（到达）量、周转量以及流向和负荷强度，是铁路未来市场需求在数量上的反映。
运量预测是市场预测，属于经济预测的范畴，大多为中长期预测。
铁路运量预测的方法很多，按技术特性可分为经验推断法、产销平衡法和经济数学预测法等三大类。
经验推断预测法，主要依靠预测者根据主观经验和掌握的信息，对未来作出判断，虽然计算比较简单，但在铁路规划研究和设计中有广泛应用，预测者的经验、水平和拥有的信息量，对于测结果起决定性作用。
产销平衡预测法在铁路大宗运量预测中被视为一个基本的方法。
基于铁路运输的特点，大宗的长距离的粗杂货物和原材料运输，铁路是最经济合理的承担者。
据统计，煤炭、石油、钢铁、矿石、矿建材料和水泥等大宗品类货物占铁路总运量的80％以上。
大宗品类货物不但数量大，而且生产和消费的企业规模大、集约化程度高，物流比较稳定。
因此大宗品类运量采用产销平衡预测时需对未来发展情景作深入的研究分析，需要掌握大量的经济和技术信息，预测者的知识和掌握的信息对预测结果有重要的作用。
经济数学预测法，也称计量数学方法或数理统计统计方法，它跟据历史和现状的数据，建立模拟公式推导未来，模型的建立、运算和预测结果的判断主要靠数学手段，它更强调预测者的数学知识，现代计算机技术发展使很多复杂的模拟和运算过程简单化、快速化。
模型的适应性和参数的选择对预测结果至关重要。
第一节经验推断法一、调查法（一）用户调查法用户调查法是指向运输需求企业单位、建设主管单位、设计咨询部门发出问卷或登门咨询，籍以搜集现状、计划（规划）资料和运输量，通过研究分析确定未来年度运量。
在货运量预测中，用户调查是不可忽缺的方法。
特别是对于大中型工厂、矿山、港口以及重点仓储、物流企业，这些单位的运输需求量大，提供的资料可信度大，在总运量构成中所占比重也大，是各级调查中的重点，掌握这些部门的信息和资料，在铁路规划设计中是非常重要的，也是产销平衡预测中重要的基础资料。
摘要了解和预测铁路客流量对于铁路部门而言是实现利润最大化和保证市场竞争力的重要环节，本文通过对某铁路公司至2015年一月至2016年3月的客流情况进行研究分析，得出了铁路客流量的一般规律并构建了良好的客流量预测模型，借此实现对未来两周客流量的预测以及对车辆资源分配方案的优化.问题一：根据旅客列车梯形密度表中包含的大量数据，利用图表分析法我们绘制了十二张包含饼图、折线图、散点图等多种形式的图表，这在一定程度上帮助我们很好地实现了客流规律的可视化展现.通过这些图表我们分析研究了不同种客运列车的优劣势、客运量的峰值规律以及站点与客运量的相关性，总结出了客流量的一般规律.问题二：我们针对附件一所提供的大量数据进行了分类整理，将数据按照控制变量法的原则大致分为三类，即考察车站、车次、时间段三个变量对于客流量的影响.在对原始数据进行研究分析后，我们认为车站对于客流量的影响最为显著，于是我们将车站这个因素选定为了主要变量，然后从这个主要变量着手，我们基于MATLAB平台构建程序，程序的核心思想是通过对系统行为特征指标建立一组相互关联的灰色预测模型，预测系统中众多变量间的相互协调关系的变化，这种模型能够帮助我们很好地挖掘和利用原始数据，同时我们参考了在问题一中所得出的客流量的一般规律，最终采用累减生成的放松得到了一组灰色序列以弱化数据的随机性和预测未来客流量.当然，我们也采用了残差修正的衡量方法来对模型和预测结果进行了完善和校准.问题三：为了求得铁路车辆资源配置方案的最优解，一方面考虑到问题二中对于未来两周客流量的预测，另一方面为了实现两个基本假设中对于客座率达到75%利润最大的假设，我们决定采用模拟退火算法来对结果进行优化，这可以帮助我们在减少算法耗时的同时得到一个符合生活实际的最优解.一、问题重述铁路部门为保持市场竞争力，实现利润最大化，需要了解日常铁路客运流量、淡旺季变动指数、冷热门线路.其中，为了准确把握市场，需要对客流进行充分的了解和预测.铁路客流量受多种因素影响.本题目是针对某铁路公司的ZD190（站）至ZD111（站）区段的客运专线在2015年1月至2016年3月的客运情况并综合考虑区段各车站里程、区段各站点气象等现实因素来研究客流量规律并建立对应的预测模型以实现对未来客流量的预测以及对铁路车辆资源配置的优化.我们主要考虑一下问题：（1）根据附件1，通过对大量数据进行分析，按照车次、时段（小时）、车站、区间（两个车站之间）等条件了解分析铁路客流规律.（2）结合问题1中所得出的客流规律及相关因素的影响，构建客流量预测模型，并预测未来两周的客流量.（3）具体到D02~D19车次的客流情况，结合问题2中所构建的预测模型，优化铁路车辆资源配置及车站停靠方案.二、基本假设（1）假设天气因素不影响客流量.（2）假设客座率为百分之七十五时客运公司利润最高.三、符号说明符号说明A 原始数列F 预测数列B 累加数列i,j,k,l,p,s,t 变量Cancha 残差Xishu 系数Wucha 误差四、问题分析对铁路客流量的了解、预测以及对现行铁路系统的优化，这三个问题一脉相承，我们认为，首先需要对大量数据进行整理分析，理清脉络，在实现市场竞争力最强、利润最大化的目标下，考虑多种相关因素以建立预测模型和制定优化方案.对于问题一，我们在对EXCEL表中的旅客列车梯度密度表所给出的数据进行了选择、分类，有选择的控制变量后得到了多组针对性更明显的数据以便发现客流规律.例如，按照车型不同（K快速列车，G高速动车-高铁，D动车，T特快，Z直达特快）我们分析了节假日、平时、周末的客流量差异.同时，我们将这些数据以饼图、折线图、散点图或图表等多种多样的形式呈现出来，使客流规律更加突显，实现了分析结果的可视化展现.当然，鉴于数据繁多且较为复杂，我们又对所得出的规律进行了一些残差修正（建立修正模型）以此提高所得客流规律的精准性.对于问题二，我们在认真分析了第一问中得出的客流规律以后，考虑到铁路客流量问题中一部分信息是已知的，另一部分是未知的，且系统内各部分因素间关系具有不确定性这些特点，我们建立了一个灰色系统预测模型，通过一些基本假设的建立来简化现实铁路系统中较为复杂的各种情况，通过鉴别节假日、周末、平时的不同车次、时段、车站、区间之间发展趋势的相异程度综合考虑各种如各车站里程、区段各站点气象等现实条件的影响，并对原始数据进行生成处理来寻找系统变动的规律，生成有较强规律性的数据序列,以此来预测未来两周的客流量.第二问的思维过程可用流程图表示，如图1所示.图1 铁路旅客预测模型分析思路有了问题二中我们所建立的铁路客流量灰色系统预测模型，我们就可以根据预测所得的客流情况对D02~D19车次的运营进行车辆资源配置方面的优化，同时在确定开行方案的列车径路和列车类别、列车编组辆数、开行频率后，根据客流需求和列车协调配合情况确定开行方案各列车的停站序列[1]，以此制定更为高效可行的停车方案.五、模型建立与求解5.1运用到的相关知识5.1.1灰色预测灰色系统是指部分信息已知，部分信息未知的系统.灰色系统的理论实质是将无规律的原始数据进行累加生成数列，再重新建模.由于生成的模型得到的数据通过累加生成的逆运算――累减生成得到还原模型，再有还原模型作为预测模型.预测模型，是拟合参数模型，通过原始数据累加生成，得到规律性较强的序列，用函数曲线去拟合得到预测值.灰色预测模型建立过程如下：1) 设原始数据序列()0X 有n 个观察值，()()()()()()(){}n X X X X 0000,...,2,1=，通过累加生成新序列 ()()()()()()(){}n X X X X 1111,...,2,1=，利用新生成的序列()1X 去拟和函数曲线.2) 利用拟合出来的函数，求出新生序列()1X 的预测值序列(1)X3) 利用(0)(1)(1)()()(1)X k X k X k =--累减还原：得到灰色预测值序列： ()()(){}00001,2,...,X X X X n m =+ (共n ＋m 个，m 个为未来的预测值).将序列()0X 分为0Y 和0Z ，其中0Y 反映()0X 的确定性增长趋势，0Z 反映()0X 的平稳周期变化趋势.利用灰色GM （1，1）模型对()0X 序列的确定增长趋势进行预测.5.1.2 残差修正对利用原始序列()()(){}00001,2,...,X X X X n m =+建立的灰色预测模型检验不合格或精度不理想时，要对建立的模型进行残差修正（建立修正模型），以提高模型的预测精度.在对以往的残差模型进行残差检验时常用衡量，我们认为利用灰色模型实际预测的是的大小，因此对模型进行检验时需用衡量.对残差检验的衡量方法进行了比较分析，并提出了对本文改进铁路旅客流量预测模型的方法与建议.5.1.3图表分析法图表分析法，简单来说，是根据记录的历史数据的走势图形，分析和预测未来走势的基本技术分析方法，而不管走势和变化是什么原因引起的.以反映铁路旅客客流量的图表来说，它们分别记录并图示节假日，平时和周末铁路旅客流量与车次，车站，时段的历史流量，在一段时间内明显呈现一种趋向，及或者向上，或者向下，或者逆转的走势.例如，从一定的汇率走势图中，可以看出美元汇率是呈上升趋势还是下降趋势.当然，在实际的分析和预测过程中必须把这种预测未来变化趋势的图表分析与其他方法结合起来，才能取得更准确的预测效果.5.2问题一第一问我们共构建了十二张图表在节假日、平时和周末三种情况下分别对车次、时段、站点对铁路旅客流量的影响用图表分析法进行分析和预测.由图2.1.1和图2.1.2可以看出在节假日期间快速列车（以下简称K），高速动车（以下简称G）和动车（以下简称D）占据节假日期间90%以上的客运量.但在节假日期间离开ZD111-ZD190 的旅客有一半以上选择乘坐D.图2.1.1图2.1.2由图2.2.1和图2.2.2可以看出在周末期间快速列车（以下简称K），高速动车（以下简称G）和动车（以下简称D）占据周末期间90%以上的客运量.在ZD111-ZD190上车和下车的旅客之中都有近一半人选择G，但上车离开的旅客选择D的比例远高于下车的旅客使K所占比例大幅下降.图2.2.1 图2.2.2由图2.3.1和图2.3.2可以看出在平时快速列车（以下简称K），高速动车（以下简称G）和动车（以下简称D）占据平时期间90%以上的客运量.在ZD111-ZD190上车和下车的旅客之中都有近一半人选择G，但上车离开的旅客选择D的比例远高于下车的旅客使K所占比例大幅下降.图2.3.1图2.3.2综上分析在ZD111-ZD190乘坐D上车的旅客所占百分比远超过乘坐D下车，K、D、G承担了90%的以上的客运任务.图3.1所反映的是节假日期间24小时内客流量大小，X轴所代表的是时间段，每个时间段是2小时；Y轴所代表的是客流量，最小为0，最大为16000.首先我们可以看出客流量具有明显的时间段特征，下面将对其进行分析.蓝色折线图3.1代表的是上行客流量，从图形中可以看出其数量一直偏小.红色线条所代表的下行客流量，数量一直高于上行客流量. 从图中数据可以看出22点至次日7点之间的上下行客流量明显减少.在8-10点，16-18点之间上下行客流量有两个高峰.下面将对图3.2进行分析.蓝色折线代表的是上行客流量，从图形中可以看出其数量一直偏小.红色线条所代表的下行客流量，数量一直高于上行客流量.上下行客流量变化趋势基本相同. 从图中数据可以看出22点至次日7点之间的上下行客流量明显减少.上下行客流量一直保持平稳的增长趋势直到17点左右达到顶峰，之后才开始下降.图3.2下面将对图3.3进行分析.蓝色折线代表的是上行客流量，从图形中可以看出其数量一直偏小.红色线条所代表的下行客流量，数量一直高于上行客流量.上下行客流量变化趋势基本相同. 从图中数据可以看出22点至次日7点之间的上下行客流量明显减少.上下行客流量一直保持平稳的增长趋势直到17点左右达到顶峰，之后才开始下降.图3.3通过以上对节假日，周末和平时对时间段和客流量的分析可以得出结论，每天上下行客流量的变化趋势大致相同都是一直保持平稳的增长趋势直到17点左右达到顶峰，之后才开始下降.只是峰值不同，节假日客流量峰值最高，平时峰值最低.图4.1所反映的是节假日期间各站点客流量大小，X轴所代表的是站点；Y 轴所代表的是客流量，最小为0，最大为40000.首先我们可以看出客流量具有明显的集中趋势，下面将对其进行分析.蓝色折线代表的是上行客流量，从图形中可以看出其数量一直偏小.红色线条所代表的下行客流量，数量一直高于上行客流量. 从图中数据可以看出客流量主要集中在ZD111-01、ZD326、ZD250、ZD190-01这四个车站.ZD190-01车站客流量最多，ZD111-01、ZD120、ZD121、ZD143四个站点客运量只占极小部分.图4.1下面对图4.2进行分析蓝色折线代表的是上行客流量，从图形中可以看出其数量一直偏小.红色线条所代表的下行客流量，数量一直高于上行客流量.从图中数据可以看出客流量主要集中在ZD111-01、ZD326、ZD250、ZD190-01这四个车站.ZD190-01车站客流量最多，ZD111-01、ZD120、ZD121、ZD143四个站点客运量只占极小部分.图4.2下面对图4.3进行分析蓝色折线代表的是上行客流量，从图形中可以看出其数量一直偏小.红色线条所代表的下行客流量，数量一直高于上行客流量. 从图中数据可以看出客流量主要集中在ZD111-01、ZD326、ZD250、ZD190-01这四个车站.ZD190-01车站客流量最多，ZD111-01、ZD120、ZD121、ZD143四个站点客运量只占极小部分.图4.3通过对节假日、平时和周末各个站点客流量的分析，可以得出客流量主要集中在ZD111-01、ZD326、ZD250、ZD190-01这四个车站.ZD190-01车站客流量最多，ZD111-01、ZD120、ZD121、ZD143四个站点客运量只占极小部分.各个车站分担客流量比例在节假日、平时和周末均大致相同，只是峰值有所不同节假日客流量峰值最高，平时客流量峰值最低.通过以上对问题的分析可以得出车次，时间段，车站等条件对客流量的影响从而得出客流规律.客流规律：(1)在各种客运列车中，高速列车，动车，快速列车在于速度高,燃料省,安全可靠,服务优良而占据绝对优势.(2)在一天内有明显的出行规律，一般在上午、下午都会形成一定的高峰时段，在夜间客流量处于较低水平.(3)客流量的分布在车站上有明显的集中趋势，主要集中在ZD111-01、ZD326、ZD250、ZD190-01这四个车站.ZD190-01车站客流量最多，ZD111-01、ZD120、ZD121、ZD143四个站点客运量只占极小部分.5.3问题二5.3.1问题分析与准备在问题一中我们得出了客流量的一般规律，下面我们将几个变量分开重新研究一下它们各自对客流量的影响，这三个影响因素分别是车站站点、时间段以及车次.我们在建立模型时不可能也没有必要考虑所有因素，只需考虑关键因素，进行合理的假设和模型构建.通过控制变量法，我们分析了三个主要影响因素与客流量的关系，结合原始数据绘制了表图如下图5.1图5.2图5.3从这三张图表我们可以发现，相较于车次和时间段，车站站点对于客流量的影响更加显著.因此接下来我们就以车站为主要变量建立灰色预测模型来对原始数据进行分析以实现对未来两周客流量进行预测的目的.5.3.2预测模型的建立基于以上的分析，我们以车站为主要变量，建立灰色预测模型.原始数据如下：车站数n=14平时上车）（01x =（4144,0,469,3641,1003,113,4928,1380,111,55,48,0,1707,9255）平时下车）（01y =（10722,1568,598,9906,1963,137,11734,1793,167,139,79,0,3938,19800） 周末上车）（02x =（6407,0,802,4123,1219,131,5806,1532,91,56,38,0,2825,11983）周末下车）（02y =（12599,1627,932,10177,2240,155,12797,1903,141,156,77,0,4906,22760）我们基于MATLAB 平台构建了以灰色预测模型为核心思想的模型并得出了以下未来两周客流量的预测结果：（1）处理平时上车人数，预测得到未来平时上车人数为：）（11x =(4144,174,211,255,308,373,452,547,661,801,969,1173,1419,1717）（2）处理平时下车人数，同理预测得到未来平时下车人数为：）（11y =（10722,940,1094,1273,1481,1723,2004,2332,2713,3156,3672,4272,4970,5782）（3）处理周末上车人数，同理预测得到未来周末上车人数为：）（12x =（6407,150,189,239,302,381,482,608,769,971,1227,1549,1957,2472）（4）处理平时下车人数，同理预测得到未来平时下车人数为：）（12y =（12599,567,677,808,964,1150,1372,1638,1954,2332,2782,3320,3962,4728）（5）预测结果分析：我们通过检验预测值残差检验预测结果的精准度，利用残差公式,,,2,1,)()(ˆ)()()0()0()0(n k k x k x k x k =-=ε我们可以算得2.0|)(|<k ε，故我们认为所得预测结果达到一般要求.5.3.2优化模型的建立由于时间上的限制和我们自身对数据处理能力的欠缺，我们只给出铁路车辆资源配置优化模型建立的思路以及基本步骤，无法给出优化的具体结果.（1）优化模型的核心思想：采用模拟退火算法.因为模拟退火算法具有可能跳出局部最优解的限制，此外它的运算结果与初始值无关、与初始解状态S(是算法迭代的起点)无关，这些都十分适合本题中车辆资源配置方案优化的思路.（2）优化模型求解的流程图随机生成初始解x 计算目标函数f(x) 扰动产生新解x’ 计算目标函数∆f=f(x’)-f(x) ∆f≤0 按Metropolis 准则接受新解 接受新解x=x’,f(x)=f(x’) 是否达到 迭代数次 满足终止条件？ 缓慢降低温度重置迭代数次六、模型的优缺点1.优点（1）本文很好地利用了EXCEL的数据处理功能，对附件一中提供的大量数据进行了整理分析.（2）我们绘制了大量表图，使得客流量的规律能够具有一个很好的可视化展现.（3）利用灰色预测模型很好地利用和发掘了原始数据，弱化了其随机性，提高了我们所得出规律的普适性以及预测结果的精准度.2.缺点（1）由于我们能力有限，对一些较为重要的变量弱化甚至是忽视性的处理，这样大大影响了预测结果的实用价值.（2）本文对预测结果仅采用了残差修正的方式进行校准，在某些情况下可能存在较大误差.附录预测未来两周客运量的程序代码：A = [4144,0,469,3641,1003,113,4928,1380,111,55,48,0,1707,9255];B= zeros(1,14)B(1,1)=A(1,1);for i = 2:14B(1,i) = A(1,i)+B(1,i-1);endC=zeros(13,2);j = 1;for k=1:13C(k,j) = -1/2*(B(1,k)+B(1,k+1));endj =2;for k =1:13C(k,j) =1;endD=zeros(1,13);for l = 1:13D(1,l) = A(1,l+1);endM = inv(C'*C)*C'*D'a = M(1,1)%baihuaxihuab =M(2,1)H=zeros(1,28);H(1,1) =A(1,1);for f = 1:27H(1,f+1) =(A(1,1) -b/a)*exp(-a*f)+b/a;endF =zeros(1,28);F(1,1) = A(1,1);for p =1:27F(1,p+1) = H(1,p+1)-H(1,p);endFcancha=zeros(1,14);for s = 1:14cancha(1,s)=abs(A(1,s)-F(1,s));endcanchawucha=zeros(1,14);for t = 1:14wucha(1,t)=cancha(1,t)/A(1,t);endwuchas1=std(A(1,:))s2=std(cancha(1,:))xishu=s2/s1参考文献[1] Anthony, R. N. Planning and control systems: a framework for analysis[J]. Harvard University, Boston, 1965.。
